韩 洁,陈存坤,王文生,*,郑 艳,董成虎
(1.沈阳农业大学食品学院,辽宁 沈阳 110866;2.国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津),农业部农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室,天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室,天津 300384)
保鲜剂不同组合对袋内SO2积累及葡萄保鲜质量的影响
韩 洁1,陈存坤2,王文生2,*,郑 艳1,董成虎2
(1.沈阳农业大学食品学院,辽宁 沈阳110866;2.国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津),农业部农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室,天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室,天津300384)
采用不同剂型及包装形式、不同扎眼工艺、放置高分子吸水 纸垫及其组合,形成6 种保鲜处理方式,在-1~0 ℃条件下对无核白葡萄进行贮藏,研究贮藏期间不同保鲜剂组合对袋内SO2积累量及无核白葡萄保鲜品质的影响,比较不同剂型保鲜剂及其组合对果肉SO2残留量、果柄耐拉力、果实汁液pH值、可溶性固形物含量以及果实腐烂率、漂白率、落粒率的影响。结果表明:3.5 kg包装的无核白葡萄,放入CT2号保鲜剂5 小包+免扎眼保鲜剂1 小包效果最好,在贮藏50 d后,果柄耐拉力为2.44 N,果实汁液pH值为3.43,可溶性固形物含 量为17.16%,在贮藏105 d后,果肉SO2残留量为10.21 mg/kg,残留量明显低于其他处理,且腐烂率、漂白率、落粒率均较低。
无核白葡萄;二氧化硫(SO2);残留量;贮藏;品质Abstract: The effects of six different combinations of preservatives on SO2accumulation in packaging bags and quality preservation of Thompson seedless grape during -1-0 ℃ storage were compared by determining their SO2residue,stem attachment, juice pH,soluble solid content, decay rate, bleaching rate and expulsion rate. The results indicated that 3.5 kg of Thompson seedless grape packaged with fi ve bags of CT2 pres ervative and one unpierced bag of preservative (food-grade sodium metabisulfi te and fi ller) had the best storage quality. After 50 days of storage, the attachment of stem, pH and soluble solid content were 2.44 N, 3.43 and 17.16%,respectively. The SO2residue after 105 days of storage was 10.21 mg/kg, which exhibited a prominent decrease when compared with all other treatment groups. Moreover, the decay rate, bleaching rate and expulsion rate were also lower.
新疆是我国最大的葡萄产区,无核白是吐鲁番地区主产的葡萄品种[1]。葡萄属于浆果类,因糖分含量高,并含有有机 酸、矿物质、蛋白质以及维生素等多种营养物质,是既可口又营养丰富且具有保健功能的果品[2]。但是,葡萄柔软多汁,采后极易失水,导致果柄萎蔫、果粒脱落,以致腐烂变质。在贮藏运输过程中,葡萄容易受到多种病原菌的侵染而容易腐烂变质[3]。目前,葡萄商业化贮藏保鲜主要采用能释放SO2的试剂如亚硫酸盐作为防腐保鲜剂[4],SO2具有还原性,能有效地抑制植物组织中微生物和氧化酶的活力,对保持果实的风味和品质有良好效果[5]。目前SO2投放方法很难确保每筐葡萄一直处于最适浓度范围[6],葡萄保鲜期间,SO2释放速率受保鲜剂配方、生产工艺及使用方式等多种因素的影响,且难以调控至理想的水平。当SO2释放过快、浓度过大时,容易造成葡萄漂白,出现伤害的相关症状[7-8],贮藏条件的稍微变化也影响葡萄对SO2的吸收以及贮藏环境容易造成葡萄果实SO2伤害[9],或使果肉中残留超过我国规定的鲜食葡萄SO2残留的相关标准。然而目前为止,葡萄贮藏保鲜期间,还没有开发出综合性能更好的葡萄防腐保鲜剂取代SO2。因此,亟待找到适宜的保鲜剂类型、配套使用方式以及保鲜剂在贮藏包装内SO2气体的释放规律,使得既能有效控制葡萄贮藏期间病原微生物的繁殖,又能尽量减少果实中SO2的残留。本实验采用不同剂型的SO2缓释型保鲜剂及其组合,对贮藏期间保鲜袋内SO2释放动态变化、新疆无核白葡萄的贮藏效果以及SO2残留动态变化进行了研究,以期为亚硫酸盐SO2缓释型葡萄保鲜剂的应用和新疆无核白的商品化贮藏提供理论依据。
1.1材料与试剂
供试无核白葡萄于2014年8月24日采自新疆吐鲁番,八成熟。采收时剪去病、伤果粒,选择无腐烂、无机械伤害的果穗,田间装入塑料箱,当地预冷至4 ℃后,用冷藏车于9月4日运至国家农产品保鲜工程技术研究中心,立即打开袋口在0 ℃条件下重新进行预冷。预冷至果品温度为-1~0 ℃,采用65 cm×65 cm、厚度为0.025 mm的聚乙烯塑料保鲜袋重新包装,每袋装量3.5 kg。实验所用的葡萄保鲜剂、高分子吸水纸垫和聚乙烯保鲜袋均为国家农产品保鲜工程技术研究中心生产或试制。
碘化钾(分析纯)博欧特(天津)化工贸易有限公司;碘(分析纯)天津市光复科技发展有限公司;可溶性淀粉(分析纯)天津市北方天医化学试剂厂。
1.2仪器与设备
电热套北京中兴伟业仪器有限公司;PHS-3C雷磁pH计上海仪电科学仪器股份有限公司;ST-808D二氧化硫检测仪北京金仕特仪器仪表有限公司;NK10指针式推拉力计乐清市艾德宝仪器有限公司;PAL-1手持折射仪 日本ATAGO公司。
1.3方法
1.3.1葡萄处理
将运回的葡萄立即放置于-1~0 ℃冷库中,再次进行挑选和称质量,每袋装量为3.5 kg。
预冷至品温为-1~0 ℃时,将供试葡萄随机分为7 组,放置不同类型或组合的保鲜剂或湿度调节材料后,扎口在-1~0 ℃条件下贮藏。7 种处理分别如下:
CT2保鲜剂处理组:放入用覆膜纸热合封口包装的CT2号保鲜片剂7 小包,小包规格35 mm×35 mm,每小包2 片保鲜剂,每片0.55 g,主要成分为食品级焦亚硫酸钠及缓释剂。每小包上用2号缝衣针扎2 个透眼,作为小袋内SO2向外释放的主要通道。该处理为单一使用CT2号缓释型保鲜剂。图表中用CT2表示。
CT2+CT5保鲜剂处理组:放入用覆膜纸热合包装的CT2号保鲜片剂5 小包,小包规格、每包片数、每片质量、有效成分和扎眼规格和数量同上;并配合放入1 小包CT5号颗粒型保鲜剂,每包内含颗粒剂0.75 g,主要成分为食品级焦亚硫酸钠及成型剂,小包规格50 mm×32 mm,为覆膜纸和新闻纸结合包装。该处理为CT2号缓释型保鲜剂与CT5号快速释放型颗粒型保鲜剂配合使用。图表中用CT2+CT5表示。
CT2+免扎眼保鲜剂处理组:放入用覆膜纸热合包装的CT2号保鲜片剂5 小包,小包规格、每包片数、每片质量、有效成分和扎眼规格和数量同上;并配合放入1 小包免扎眼保鲜剂,小包规格35 mm×35 mm,每包内含粉剂0.7 g,主要成分为食品级焦亚硫酸钠及填充剂。该处理为CT2号缓释型保鲜剂与免扎眼保鲜剂配合使用。图表中用CT2+免扎眼表示。
精准打孔保鲜剂处理组:放入用覆膜纸热合封口包装的干燥缓释放型保鲜剂7 小包,小包规格42 mm×32 mm,每小包上采用高能设备精准打0.2 mm圆孔7 个,每包内含粉剂1.68 g,主要成分为食品级焦亚硫酸钠及干燥剂剂。图表中用精准打孔表示。
精准打孔+免扎眼保鲜剂处理组:在精准打孔保鲜剂处理的基础上,再配合1 小包免扎眼保鲜剂(见CT2+免扎眼处理相关描述)。该处理为精准精准打孔包装的干燥缓释放型保鲜剂与免扎眼保鲜剂配合使用。图表中用精准打孔+免扎眼表示。
精准打孔+免扎眼+吸水垫处理组:在精准打孔+免扎眼保鲜剂处理的基础上,再添加1 个600 mm×300 mm、厚度为0.75 mm的夹有聚丙烯酰胺吸水剂的纸垫。该处理为精准打孔包装的干燥缓释放型保鲜剂、免扎眼保鲜剂及聚丙烯酰胺吸水纸垫三者的结合使用。图表中用精准打孔+免扎眼+吸水垫表示。
对照组:袋内不放置任何保鲜保鲜剂和湿度调节材料,其他同上。
所有处理均重复3 次。
1.3.2SO2气体含量的测定
采用SO2检测仪,测定袋内SO2的积累量,单位为mg/kg。保鲜袋封口后,每处理固定5 箱用于测定袋内SO2含量变化,前10 d每天测一次袋中的气体含量,之后每周测一次袋中的气体含量,取5 个袋内的平均值。
1.3.3果柄耐拉力的测定
选取果穗中上部果粒大小均等的果实,测定果柄耐拉力。每处理测定15 个果粒,取其平均值。
1.3.4pH值的测定
从不同果穗上随机取30 个果粒,打浆过滤取汁,测定汁液的pH值。
1.3.5可溶性固形物含量的测定
从不同果穗上随机取45 个果粒,测定果实可溶性固形物含量,取其平均值。
1.3.6SO2残留量的测定
采用GB/T 5009.34—2003《食品中亚硫酸盐的测定》[10]蒸馏碘量法。
1.3.7腐烂率的计算
1.3.8漂白率的计算
1.3.9落粒率的计算
1.4数据处理
数据采用Excel 2007软件处理;显著性分析用SPSS 17软件。
2.1不同处理对无核白葡萄保鲜袋内SO2积累变化的影响
图 1 贮藏前10 d(A)和10 d后(B)不同处理的SO2积累量Fig.1 Effect of different treatments on SO2accumulations during the fi rst 10 days (A) and the remaining storage period (B)
为了明显观察入贮初期袋内SO2从无到有的增长过程,以及贮藏中期和后期袋内SO2的变化情况,扎口后10 d内,每天测定1 次,10 d后至贮藏结束,每周测定1 次。
由图1A可知,保鲜袋扎口后10 d内,供试各处理袋内SO2积累量均呈现增加的趋势,但是不同处理之间积累量有显著差异。积累量的差异可间接反映出SO2释放量的差异。CT2处理、精准打孔+免扎眼+吸水垫处理袋内SO2的积累量很低,CT2处理平均积累量和最大积累量分别为0.63 mg/kg和1.15 mg/kg,精准打孔+免扎眼+吸水垫处理平均积累量和最大积累量分别为0.35 mg/kg 和0.77 mg/kg,且彼此间差异不显著。与CT2处理和精准打孔+免扎眼+吸水垫处理相比,CT2+CT5处理、CT2+免扎眼处理、精准打孔处理、精准打孔+免扎眼处理袋内SO2积累要快得多,扎口1 d后袋内SO2积累量分别达到1.08、5.14、0.24、1.95 mg/kg,10 d内的平均积累量分别为5.41、8.72、3.50、6.14 mg/kg。在3 d后,CT2+免扎眼处理与CT2+CT5处理、精准打孔+免扎眼处理存在显著性差异(P<0.05),CT2+CT5处理与精准打孔+免扎眼处理、精准打孔处理存在显著性差异(P<0.05),精准打孔处理与CT2处理、精准打孔+免扎眼+吸水垫处理存在显著性差异(P<0.05)。CT2+免扎眼处理、精准打孔+免扎眼处理与其他处理组呈极显著差异(P<0.01)。CT2+免扎眼处理和CT2+CT5处理均为保鲜剂片剂和颗粒剂组合使用,颗粒剂具有较片剂启动快的特点;CT2处理为单独使用片剂,因此启动慢;精准打孔+免扎眼+吸水垫处理可能是因为袋内放置了高分子吸水棉垫,导致了SO2积累量很低。由图1B可知,在10~87 d的贮藏期间,供试各处理袋内SO2积累量均呈现增加的趋势,但是不同处理之间积累量有显著差异。精准打孔处理、精准打孔+免扎眼处理袋内SO2的积累量很高,精准打孔处理平均积累量和最大积累量分别为18.3 mg/kg和42.69 mg/kg,精准打孔+免扎眼处理平均积累量和最大积累量分别为 26.41 mg/kg和67.35 mg/kg,且彼此间差异不显著。与精准打孔处理和精准打孔+免扎眼处理相比,CT2处理、CT2+CT5处理、CT2+免扎眼处理、精准打孔+免扎眼+吸水垫处理袋内SO2积累要小得多,扎口52 d后袋内SO2积累量分别达到4.19、8.88、7.52、8.41 mg/kg,10~87 d内的平均积累量分别为4.81、6.71、8.14、7.48 mg/kg,其中CT2+免扎眼处理在87 d内一直在缓慢的释放SO2。在52 d时,各处理之间存在显著差异(P<0.05),在52 d后,精准打孔处理与精准打孔+免扎眼处理与其他处理组间呈极显著差异(P<0.01)。精准打孔处理是采用精准精准打孔包装的粉状保鲜剂处理,精准打孔+免扎眼处理是在精准打孔处理的基础上再加免扎眼保鲜剂,精准打孔处理、精准打孔+免扎眼处理袋内SO2的积累量都很高,这可能是由
于保鲜剂使用量偏大,或是因为小包装袋上精准打孔偏多,致使这两个处理的果实漂白严重,贮藏105 d时果实SO2残留量达到100 mg/kg以上,过量的SO2会导致可溶性糖、有机酸的含量大幅度的下降,对葡萄的风味和品质产生了不利影响[11]。CT2+免扎眼处理和CT2+CT5处理在观察测定的87 d内,初期快速启动及随后缓慢均匀释放SO2更为理想。
2.2不同处理对无核白葡萄果柄耐拉力的影响
图 2 不同处理对无核白葡萄果柄耐拉力的影响Fig.2 Effect of different preservative treatments on stem attachment of Thompson seedless grape
由图2可知,在观察测定耐拉力的50 d内,各处理果梗耐拉力总体呈现下降趋势。与对照相比,经不同类型保鲜剂及其组合处理后的果实,果柄耐拉力降低速率缓于对照组。方差分析表明,经不同类型保鲜剂及其组合处理后的果实,与对照组之间存在显著性差异(P<0.05),但各处理之间无显著差异。其中以CT2处理果实果梗耐拉力最高,在贮藏50 d后,果柄耐拉力比对照组高出64%,而CT2+CT5处理、CT2+免扎眼处理、精准打孔处理、精准打孔+免扎眼处理、精准打孔+免扎眼+吸水垫处理比对照组高出54%、55%、51%、27%、42%。7 种处理中,果柄耐拉力由高到低的排列次序为:CT2处理>CT2+免扎眼处理>CT2+CT5处理>精准打孔处理>精准打孔+免扎眼+吸水垫处理>精准打孔+免扎眼处理>对照。贮藏期间葡萄果柄的耐拉力能间接反映果实保鲜质量的好坏,品质维持得越好,果柄的耐拉力就越高。无核白葡萄相较于其他葡萄品种属于贮藏期间更容易落粒品种,连红莉[12]、宋军阳[13]等研究新疆无核白采后落粒机理,得出采后果柄的生长物质逐渐减少,生长抑制物质逐渐增多,从而促进了脱落。本实验表明,供试的不同类型的SO2缓释型保鲜剂及其组合,从感官看果柄新鲜度均比对照好,即抑制和延缓了葡萄果柄和果实的衰老,保持了果柄较高的耐拉力。2.3不同处理对无核白葡萄果肉汁液pH值的影响
植物细胞内的许多酶促反应受到pH值影响,植物细胞的生命活动能正常进行,维持一定的pH值是至关重要的。由图3可知,在50 d内,供试各处理的pH值呈现先下降后上升的趋势。经保鲜剂处理后的果实pH值升高速率缓于对照组。在50 d后,除精准打孔处理和精准打孔+免扎眼处理外,空白对照、CT2处理、CT2+CT5处理、CT2+免扎眼处理、精准打孔+免扎眼+吸水垫处理的pH值分别为3.61、3.47、3.49、3.43、3.42,分别较初值升高了0.268、0.135、0.148、0.091、0.081。精准打孔处理、精准打孔+免扎眼处理在50 d时,pH值分别为3.30、3.29,分别较初始值降低了0.041、0.052。这可能是因为精准打孔处理和精准打孔+免扎眼处理葡萄袋内的SO2积累量相较于其他处理差异显著,明显高于其他处理的SO2积累量,对葡萄造成了伤害,使pH值降低,而CT2处理、CT2+CT5处理、CT2+免扎眼处理、精准打孔+免扎眼+吸水垫处理相较于对照,减少了pH值的上升幅度,在一定程度上抑制了果实的衰老进程。pH值由高到低的排序依次为:对照>CT2处理>CT2+CT5处理>CT2+免扎眼处理>精准打孔+免扎眼+吸水垫处理>精准打孔处理>精准打孔+免扎眼处理。有研究[14]表明,当植物遭受SO2伤害后,pH值会有所下降。统计分析表明,经保鲜剂处理后的果实汁液pH值升高速率缓于对照组,且有SO2浓度越高果实汁液pH值越低的趋势,此结果与孔秋莲等[15]研究结果相似。
图 3 不同处理对无核白葡萄果肉汁液pH值的影响Fig.3 Effect of different preservative treatments on pH of Thompson seedless grape juice
图 4 不同处理对无核白葡萄可溶性固形物含量的影响Fig.4 Effect of different preservative treatments on soluble solid content of Thompson seedless grape
2.4不同处理对无核白葡萄可溶性固形物含量的影响由图4可知,在观察测定无核白葡萄可溶性固形物含量的50 d内,供试各处理的可溶性固形物含量呈现先小幅上升而后下降的趋势。经保鲜剂处理后的果实可溶性固形物含量下降速率缓于对照组。在50 d后,空白对照、CT2处理、CT2+CT5处理、CT2+免扎眼处理、精准打孔处理、精准打孔+免扎眼处理、精准打孔+免扎眼+吸水垫处理的可溶性固形物含量分别较初值下降了
2.938%、1.623%、1.530%、1.423%、1.130%、1.103%、
1.643%。方差分析表明,经不同处理后的果实,与对照组之间存在显著性差异(P<0.05),但各处理之间无显著差异。胡晓亮等[16]以天然保鲜剂对马陆葡萄进行贮藏保鲜,实验结果发现,贮藏前期葡萄果实可溶性固形物含量会先小幅升高而后急速下降,可溶性固形物含量升高可能是因为果实在采后随着淀粉酶活性的增加从而导致淀粉水解,生成果糖和葡萄糖等可溶性物质[17],可溶性固形物含量下降可能是因为随着呼吸速率的增大使可溶性物质分解为CO2和H2O所致[18]。Valero等[19]也得出了与其相同的结论。
2.5不同处理对无核白葡萄果实SO2残留量的影响
图 5 不同处理对无核白葡萄果实SO2残留量的影响Fig.5 Effect of different preservative treatments on SO2residue of Thompson seedless grape
由图5可知,在观察测定葡萄果实中SO2残留量的105 d内,各处理的葡萄果实中SO2残留量呈现上升趋势,不同保鲜剂处理的新疆无核白葡萄果实中SO2残留量随着贮藏时间的延长而呈现上升的趋势,精准打孔处理和精准打孔+免扎眼处理的无核白葡萄SO2残留量始终高于其他处理,而其他4 组处理呈现高低交替的变化。在0~45 d时,CT2处理和精准打孔+免扎眼处理的SO2残留量高于其他处理组,而45~75 d,精准打孔处理和精准打孔+免扎眼处理的SO2残留量高于其他处理组,75~105 d,精准打孔处理和精准打孔+免扎眼处理的SO2残留量显著增加,在105 d时,精准打孔处理、精准打孔+免扎眼处理与其他处理呈极显著性差异(P<0.01)。SO2残留量由高到低的顺序依次为:精准打孔+免扎眼处理>精准打孔处理>CT2处理>CT2+ CT5处理>精准打孔+免扎眼+吸水垫处理>CT2+免扎眼处理。除了精准打孔处理、精准打孔+免扎眼处理,贮藏期间均未超过50 mg/kg,低于我国鲜果限量标准[20],郭振忠[21]、杨敦敦[22]等在其他葡萄品种上合理使用SO2缓释型保鲜剂也得出了相似结论,因此,不同类型的保鲜剂对新疆无核白葡萄果实中SO2残留量有较大影响。初值中SO2的平均残留量为10 mg/kg,为运输过程中所放置的运输保鲜纸释放的SO2所致。在贮藏105 d后,果肉SO2残留量为10.21 mg/kg,果实SO2残留量是否满足国家标准的要求,是考察保鲜剂类型和使用工艺是否可行的硬性指标。
2.6不同处理对无核白葡萄腐烂率、漂白率、落粒率的影响
腐烂率、漂白率、落粒率能够直接反映出对葡萄贮藏保鲜的效果,不同处理保鲜剂对无核白葡萄腐烂率、漂白率、落粒率的影响见表1。
表1 不同保鲜剂及其组合对无核白葡萄腐烂率、漂白率、落粒率的影响TTaabbllee 11 EEffffeeccttss oof different preservative treatments on decay rate,bblleeaacchhiinngg rat, and expulsion rate of Thompson seedless grape %
由表1可以看出,对于抑制果实腐烂率的效果,CT2+ CT5处理、精准打孔+免扎眼处理>CT2处理、精准打孔处理>CT2+免扎眼处理>精准打孔+免扎眼+吸水垫处理>对照。对于减少漂白率的效果,对照>精准打孔+免扎眼+吸水垫处理>CT2+免扎眼处理、CT2+CT5处理>CT2处理>精准打孔处理、精准打孔+免扎眼处理。对于减少落粒率的效果,对照的落粒率极显著高于其他6 个处理,精准打孔+免扎眼处理极显著低于CT2处理和精准打孔+免扎眼+吸水垫处理,CT2+CT5处理、CT2+免扎眼处理、精准打孔处理和精准打孔+免扎眼处理彼此之间无显著差异。不同保鲜剂类型及其组合使用,对无核白葡萄腐烂率、漂白率、落粒率有显著影响。吾尔尼沙·卡得尔等[23]研究表明,低温贮藏葡萄,能有效抑制病菌的滋长和繁殖,降低果实落粒率和腐烂率;葛毅强等[24]研究表明,SO2伤害主要是在果皮上,漂白首先表现在果梗基端,形成漂白斑且形成下陷;王凤超等[25]以无核白葡萄和红地球葡萄为材料,研究SO2处理对鲜食葡萄贮藏的影响,结果表明SO2处理对鲜食葡萄的贮藏品质是具有明显效果的,适当的SO2处理可使葡萄的漂白率和SO2残留量均符合我国鲜食葡萄限量标准。
上述说明,不使用任何保鲜剂和湿度调节材料的对照处理腐烂率和落粒率极显著高于其他处理,说明使用防腐保鲜剂在葡萄长期贮藏期的必要性。综合比较,腐烂率、漂白率和落粒率均比较低的处理是:CT2+免扎眼处理、CT2+CT5处理和CT2处理。
葡萄贮藏过程中,容易发生果梗干枯、落粒、腐烂现象,通常采用低温、高湿和保鲜剂进行贮藏保鲜。国内外普遍使用SO2类保鲜剂保鲜葡萄,其机理是能有效减少葡萄总酸消耗,抑制呼吸作用,降低腐烂率[26]。有研究[27]结果表明,适宜剂量的SO2不仅可以提高葡萄中一些酶的活性,同时也可以抑制微生物特别是灰霉菌的生长和繁殖,延缓果实衰老,降低腐烂率。但是SO2保鲜剂释放过快,贮藏包装内含量过高时,会对葡萄造成漂白伤害。传统的化学保鲜剂残留,给环境以及人体健康带来不利影响[28]。
实验设计了保鲜剂的不同剂型及包装形式、不同扎眼工艺、放置高分子吸水纸垫等处理,形成了6 种保鲜处理方式,并以不放置任何添加物的处理为对照。除聚丙烯酰胺吸水纸垫的预期作用是吸收袋内部分水分外,其他形式保鲜剂的主要有效成分均为吸潮后能够释放SO2的食品级添加剂焦亚硫酸钠。CT2处理为单一使用CT2号缓释型保鲜剂,该剂型的特点是缓释性好,释放时间长,但是使用后启动速率慢;CT2+CT5处理为CT2号缓释型保鲜剂与CT5号快速释放型颗粒型保鲜剂配合使用,预期达到启动快且释放时间长的组合优势;CT2+免扎眼处理为CT2号缓释型保鲜剂与免扎眼保鲜剂配合使用,免扎眼保鲜剂初期启动速率和释放量比CT5号快速释放型颗粒型保鲜剂更快;精准打孔处理为使用覆膜纸热合封口包装的干燥缓释放型保鲜剂,该剂型的特点一是采用高能设备精准精准打孔以减少使用者扎眼用工,二是在有效成分中添加了干燥剂;精准打孔+免扎眼处理是在精准打孔处理的基础上,再配合1 小包免扎眼保鲜剂,预期该处理可能会有高的SO2积累量;精准打孔+免扎眼+吸水垫处理是在精准打孔+免扎眼处理的基础上,增加了1 个聚丙烯酰胺吸水剂纸垫,添加该纸垫的目的是减少袋内葡萄蒸发出的水汽,使葡萄表面不结露,稳定保鲜剂的释放速率。
在上述6 种保鲜处理方式中,无核白葡萄封口10 d后,在-1~0 ℃条件下袋内SO2积累量由高至低的排序依次为:精准打孔+免扎眼处理>精准打孔处理>CT2+免扎眼处理>CT2+CT5处理>CT2处理>精准打孔+免扎眼+吸水垫处理。精准打孔+免扎眼处理、精准打孔处理、CT2+免扎眼处理袋内SO2积累量高,是因为处理中配合使用了启动速率快、释放量大的免扎眼保鲜剂;CT2+CT5处理中配合使用了启动速率较快、释放量较大的CT5号快速释放颗粒型保鲜剂;精准打孔+免扎眼+吸水垫处理中SO2积累量最低,原因可能是聚丙烯酰胺吸水剂纸垫对SO2有吸附作用;CT2处理是单一的CT2号缓释型保鲜剂,其缺陷就是启动速度慢。
在上述6 种保鲜剂使用方式中,在-1~0 ℃条件下无核白葡萄贮藏52 d后,精准打孔处理与精准打孔+免扎眼处理袋内SO2积累量极显著高于其他处理(P<0.01),且各处理之间也存在差异显著(P<0.05)。87 d时袋内SO2积累量由高至低的排序依次为:精准打孔+免扎眼处理>精准打孔处理>精准打孔+免扎眼+吸水垫处理>CT2+免扎眼处理>CT2处理>CT2+CT5处理。由此可见,封口87 d时袋内SO2积累量与封口10 d后测得的积累量高低排列顺序有所不同,精准打孔+免扎眼处理和精准打孔处理最高,而CT2+CT5处理和CT2处理最低,表明各种保鲜剂组合方式,存在释放阶段性、速效性、缓释性以及剂量和扎眼工艺不同引起的释放差异,并导致了袋内积累量的差异。
葡萄果梗耐拉力、腐烂率、漂白率和落粒率是评价果实保鲜质量的主要指标,果肉SO2残留与保鲜后的葡萄安全性直接相关。果梗耐拉力大,腐烂率、漂白率和落粒率低,说明保鲜保鲜剂使用方式相对合理,前期SO2启动释放和整个贮藏期SO2积累量适宜。由本实验结果发现,所有使用保鲜剂的处理之间,果梗耐拉力无显著差异,但均高于对照且差异显著;对降低腐烂率以CT2+ CT5处理和精准打孔+免扎眼处理最好;对于减低落粒率以精准打孔+免扎眼处理和精准打孔处理最好;对于漂白率以对照、精准打孔+免扎眼+吸水垫处理、CT2+免扎眼处理和CT2+CT5处理最低。果肉SO2残留量由高到低的顺序依次为:精准打孔+免扎眼处理>精准打孔处理>CT2处理>CT2+CT5处理>精准打孔+免扎眼+吸水垫处理>CT2+免扎眼处理,且精准打孔处理和精准打孔+免扎眼处理已经超过国家规定的鲜食葡萄的残留标准。精准打孔+免扎眼处理和精准打孔处理果肉汁液pH值下降也最多,这符合结合当植物遭受SO2伤害后,pH值会有所下降的研究结论。
归纳上述分析,首先排除SO2残留量超标的精准打孔+免扎眼处理和精准打孔处理,以及腐烂率、落粒率高但果梗耐拉力低的对照,对剩余的其他处理再做综合比较。无核白葡萄封口10 d后,CT2+免扎眼处理袋内SO2积累量高,封口87 d时,CT2+免扎眼处理还在缓慢释放SO2,且浓度不是特别高;漂白率CT2+免扎眼处理和CT2+CT5处理之间无显著差异,且漂白率最低;腐烂率CT2+CT5处理最低;SO2残留量低的是精准打孔+免扎眼+吸水垫处理、CT2+免扎眼处理和CT2+CT5处理。可见,CT2+免扎眼处理和CT2+CT5处理是综合效果好的保鲜剂使用方式。这两个处理共同的特点是缓释型保鲜剂与快速释放型配合使用。袋内SO2积累量为:CT2+CT5处理扎口后10 d和105 d时分别为 6.78、5.44 mg/kg,CT2+免扎眼处理扎口后10 d和105 d时分别为7.39、9.11 mg/kg。其中CT2+免扎眼处理效果最好。
尽管上述结果对指导鲜食葡萄贮藏保鲜有重要意义,但是不同品种、不同产地的葡萄,对SO2的忍耐力不尽相同,即使同一产地同一品种但是不同年份生产的葡萄,由于受外界环境和栽培管理等因素的影响,对SO2的忍耐力也可能不同。因此,应进一步扩大品种、产地与保鲜剂类型及组合的优化研究,在保持葡萄良好品质、延长贮藏期的前提下,尽可能减少果实中SO2残留量,做到贮藏后的葡萄食用安全,外观新鲜,营养物质损失最低。
[1]唐莎莎. 无核白葡萄果实品质评价研究[D]. 乌鲁木齐: 新疆农业大学, 2013.
[2]杜耀林. 水果蔬菜贮藏保鲜技术[M]. 北京: 科学出版社, 1990.
[3]武杰. 葡萄采后生理生化特征及贮藏保鲜的研究进展[J]. 安徽农业科学, 2009, 37(23): 11183-11185.
[4]高海燕, 张华云, 王善广, 等. 不同用量SO2处理对两类葡萄冷藏中抗氧化性能的影响[J]. 农业工程学报, 2006, 22(9): 210-214.
[5]MORRIS J R, FLEMING J W, BENEDICT R H, et al. Effects of sulfur dioxide on postharvest quality of mechanically harvested grapes[J]. Arkansas Farm Research, 1972, 21(2): 5.
[6]葛毅强, 张维一. 鲜食葡萄采后SO2熏蒸及检测方法的评述[J]. 食品科学, 1997, 18(4): 59-62.
[7]SMILANICK J L, HARVEY J M, HARTSELL P L, et al. Infl uence of sulfur dioxide fumigant dose on residues and control of postharvest decay of grapes[J]. Plant Disease, 1990, 74(6): 418-421.
[8]HANNA M M. The effi ciency of range of sulfur dioxide generating quality of Calmeria table grapes[J]. Australian Journal of Experimental Agriculture, 1992, 32: 389-593.
[9]王如平, 吴婷, 张卫明, 等. 丹皮酚及其白芨多糖包合物对葡萄保鲜作用的比较研究[J]. 食品科学, 2009, 30(11): 645-648.
[10] 卫生部. GB/T 5009.34—2003 食品中亚硫酸盐的测定[S]. 北京: 中国标准出版社, 2003.
[11]葛毅强, 张维一, 叶强, 等. SO2对鲜食葡萄一些酶活性营养成分及膜透性的影响[J]. 新疆农业大学学报, 1997, 20(2): 48-52.
[12] 连红莉. 新疆无核白葡萄采后落粒机理的研究[D]. 乌鲁木齐: 新疆农业大学, 2001.
[13] 宋军阳. 新疆无核白葡萄防落粒技术研究[D]. 杨凌: 西北农林科技大学, 2011.
[14] LEE I K, KIM Y C. Effect of sulfur dioxide gas and abscisic acid pretreatment on physiological susceptibility and growth damages of coniferous seedlings[J]. Journal of Korean Forestry Society (Korea Republic), 1994, 79(2): 196-204.
[15] 孔秋莲, 修德仁, 胡文玉, 等. SO2伤害与葡萄汁液含酸量、pH值、缓冲容量的关系[J]. 保鲜与加工, 2001, 1(3): 13-15.
[16] 胡晓亮, 周国燕. 天然保鲜剂对马陆葡萄的贮藏保鲜效果[J]. 食品科学, 2011, 32(18): 343-347.
[17] Mac RAE E A, LALLU N, SCEARLE A N. Changes in the softening and composition of kiwifruit (Actinidia deliciosa) affected by maturity at harvest and postharvest treatments[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 1989, 49: 413-430.
[18] 李江阔, 张鹏, 关筱歆, 等. 1-MCP结合ClO2处理对冰温贮藏红提葡萄生理品质的影响[J]. 食品科学, 2012, 33(22): 302-307.
[19] VALERO D, VALVERDE J M, MARTÍNEZ-ROMERO D, et al. The combination of modifi ed atmosphere packaging with eugenol or thymol to maintain quality, safety and functional properties of table grapes[J]. Postharvest Biology and Technology, 2006, 41(3): 317-327.
[20] 刘三军, 乔宪生, 俞宏, 等. NY/T 844—2004 绿色食品: 温带水果[S].北京: 中国农业出版社, 2004: 1-8.
[21] 郭振忠, 胡云峰, 李文生, 等. 葡萄贮藏中SO2残留动态变化及贮藏效果研究[J]. 中国食品添加剂, 2009(1): 129-132.
[22] 杨敦敦, 张平, 赵飞, 等. 不同保鲜剂对红地球葡萄贮藏期间SO2残留量的影响[J]. 保鲜与加工, 2014, 14(5): 8-13.
[23] 吾尔尼沙·卡得尔, 车凤斌, 张婷, 等. 不同贮藏温度对红提葡萄贮期品质及生理指标变化的影响[J]. 新疆农业科学, 2010, 47(1):82-86.
[24] 葛毅强, 谭敦炎, 张维一, 等. SO2对鲜食葡萄采后熏蒸处理的组织解剖研究[J]. 西北植物学报, 1997, 17(4): 516-521.
[25] 王凤超. SO2处理对鲜食葡萄贮藏病害及生理的影响[D]. 乌鲁木齐:新疆农业大学, 2013.
[26] 周拥军, 陈文煊, 陈杭君, 等. SO2控释保鲜剂对南方巨峰葡萄的贮藏效果研究[J]. 食品科学, 2008, 29(7): 445-447.
[27] SANDHU S S, DHILLON P S, BINDRA A S. Effects of package and storage conditions on the keeping quality of Perlette grapes[J]. Vitis,1990, 29(2): 97-107.
[28] ARTÉS-HERNÁNDEZA F, TOMÁS-BARBERÁN F A, ARTÉS F. Modifi ed atmosphere packaging preserves quality of SO2-free ‘Superior seedless' table grapes[J]. Postharvest Biology and Technology, 2006,39(2): 146-154.
Effects of Different Combinations of Preservatives on SO2Accumulation in Packaging Bags and Quality Preservation of Grapes
HAN Jie1, CHEN Cunkun2, WANG Wensheng2,*, ZHENG Yan1, DONG Chenghu2
(1. College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang110866, China;2. National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products (Tianjin),Key Laboratory of Postharvest Physiological and Storage of Agricultural Products, Ministry of Agriculture,Tianjin Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Products, Tianjin300384, China)
Thompson seedless grape; sulfur dioxide (SO2); residue; storage; quality
TS205.7
A
1002-6630(2015)24-0319-07
10.7506/spkx1002-6630-201524059
2015-04-20
公益性行业(农业)科研专项(201303075);“十二五”农村领域国家科技计划课题(2012AA101606);
2015天津市农业科技成果转化与推广项目(201502030)
韩洁(1989—),女,硕士研究生,研究方向为农产品保鲜与加工。E-mail:hanjieicalifornia@126.com
王文生(1958—),男,研究员,博士,研究方向为农产品贮运保鲜理论与技术。E-mail:wang_we nsheng@163.com